多晶硅太阳能电池片生产效率的研究

学 科 类：工学 学 号：131202030125学校代码：12975 密 级：2017 届本科生毕业论文多晶硅太阳能电池片生产效率的研究院 系：新能源与环境工程学院专 业：新能源科学与工程姓 名： 指导教师： 答辩日期： 二一七年 四月毕业论文诚信声明本人郑重声明：所呈交的毕业论文多晶硅太阳能电池片生产效率的研究是本人在指导老师的指导下，独立研究、写作的成果。论文中所引用是他人的无论以何种方式发布的文字、研究成果，均在论文中以明确方式标明。本声明的法律结果由本人独自承担。作 者 签 名： 指导教师签名： 年 月 日I摘要随着全球传统能源的危机的到来，作为能源（新能源）中一份子太阳能也是备受关注。而对太阳能电池生产的技术也是站在了当今世界的风口浪尖上,目前应该提高多晶硅太阳能电池板的生产效率，好多厂家在生产过程中效率虽然稳点，但是还没有大幅度的提高，如果效率大幅度提高后就可以节约成本从而就能更好的节约资源保护环境。在生产太阳能电池板的几道工序中，PECVD 的加工是关系到太阳能电池板能够接收到多少太阳光辐射的关键，是影响着太阳能电池质量的一个重要因素，是其中不可或缺的重要组成部分,现目前我们需要的是引进国际化的先进技术，只有引进先进技术才能更好的利用地球上的有限资源，制造技术是一个永恒的主题，与社会发展密切相关，是设想、概念、科学技术物化的基础和手段，是所有工业的支柱，是国家经济与国防实力的体现，是国家工业化的关键，现代制造技术是当前世界各国研究和发展的主题，特别是在市场经济高度发展的今天，它更占有十分重要的地位，在多晶硅太阳能电池板 PECVD 的制造过程中，如果能引进更好的技术，就能在生产效率上有所提高，就能增加资源利用的最大化。本文通过对太阳能电池板在 PECVD 中按生产中的不同方法进研究，从而探讨出更为合理的生产工艺。【关键词】：多晶硅太阳能电池板；生产效率；质量IIAbstractWith the advent of the global crisis of traditional energy, as energy (energy) in solar energy is in focus. For solar cell production technology is also standing in the forefront of the world today, should improve the production efficiency of polycrystalline silicon solar panels at present, although a lot of manufacturers in the process of production efficiency points, but theres no substantial increase, if the efficiency is greatly improved after can save costs and can save resources to protect the environment better. In several working procedure in the production of solar panels, PECVD processing technique is related to how much solar panels to receive the key to solar radiation, is an important factor affecting the quality of the solar cell, is one of the indispensable important constituent, now we need right now is the introduction of international advanced technology, only the introduction of advanced technology can make better use of limited resources on the earth, the manufacturing technology is an eternal theme, is closely related to the social development, is the foundation of the idea, concept, physical and chemical science and technology and means, is the backbone of all industries, is the embodiment of the national economy and national defense strength, is the key of national industrialization and modern manufacturing technology is the theme of the current research and development around the world, especially in todays highly developed market economy, it occupies an important position, in the process of polycrystalline silicon solar panels PECVD manufacturing technique, if you can introduce better technology, can be improved on the production efficiency, can increase the maximization of resource utilization. This article through to the solar panels in the PECVD in technique in the production of different methods into the study, so as to explore a more reasonable production process.【Key words 】: polycrystalline silicon solar panels; The production efficiency; The quality ofIII目录一、 前言 .1二、 PECVD 工艺 .12.1 太阳能电池板的生产工艺 .12.2 PECVD 的技术 .1三、 PECVD 技术的论述 .1四、 PECVD 技术的进一步探讨 .14.1 辉光放电效应 .14.2 建议 .1五、 总结 .1参考文献 .1致谢 .1南昌理工学院本毕业论文科生1一、前言随着以石油、天然气、煤炭为代表的传统化石能源逐步枯竭，人类社会面临着巨大的能源需求与能源安全压力，面对严峻的能源形势与环境保护压力，利用各种手段加大替代能源的开发、利用与推广，成为了人类社会永续发展的必然选择与唯一途径。在现实能源结构中，以太阳能、风能、水能、地热能、核能为代表的清洁能源为我们提供了克服能源危机的重要选项，相较于水能具有十分苛刻的应用条件与地理环境的限制，核能具有较高的安全风险、政治压力与核扩散风险，地热能具有较高的开发成本，相较而言，风能与太阳能无论是应用成本还是开发难度均有突出优势，成为了目前广为应用的可再生能源类型，世界各国针对太阳能与风能的开发利用展开了大量研究与探索，相关理论研究以及成为了学术界研究的热门问题。太阳能作为典型的清洁能源，对环境不产生任何危害，同时取之不尽用之不竭，可大量减少因供暖而消耗的煤炭资源、减少粉尘、碳排放、遏制雾霾、降低光污染。以光伏发电为主要代表的太阳能利用形式近年来得到了广泛关注与大规模开发利用，相关的光伏产业也成为了国家下一步产业转型、升级的重点对象。对于光伏发电而言，利用光电效应原理工作的太阳能电池是核心设备。本文选取多晶硅太阳能电池作为研究重点，着重介绍其制造工艺、技术手段以及方法特点等。 本文通过研究分析太阳能电池的生产工艺对如何能提高生产太阳能电池的效率进行讨论，进而探讨如何来提高太阳能电池板的生产效率，在多晶硅太阳能电池板生产的几大工序中，本文只探讨 PECVD 这个工序在生产中的效率，在多晶硅太阳能电池板 PECVD 的制造过程中，如果能引进更好的技术，就能在生产效率上有所提高，就能增加资源利用的最大化。本文通过对太阳能电池板在 PECVD 中按生产中的不同方法进研究，从而探讨出更为合理的生产工艺。本文通过分析 PECVD 技术的生产流程、生产工艺、原材料、注意事项等重要环节。通过对比 PECVD 技术的各种不同应用分类以及各种不同分类技术的性能特点、工作要求以及技术路线。希望能够找到一种提高产品品质、加强成本控制、提高生产效率的方式方法。南昌理工学院本毕业论文科生2南昌理工学院本毕业论文科生3二、PECVD 工艺 2.1 太阳能电池板的生产工艺太阳能电池板的生产工艺主要包括制绒、扩散、刻蚀、PECVD、丝网印刷和分检六大工序。图 2-1 太阳能电池生产主要工序其中制绒的工艺流程是来料、开盒、检查、装片、称重、配液加液、制绒、甩干、制绒后称重、绒面检查和流出。这一步骤能够减少硅表面的反射，增大受光面积。它可以采用机械刻槽法即用专用刀具在硅表面往复运动形成 V 形槽，或采用化学腐蚀法（不适用多晶硅）。扩散的工艺流程是饱和、升温、装片、进炉、稳定、通氧气、通源、吹氮、出炉、卸片、检验。这一步骤主要是为了形成电池的电极，通常利用氮气作为载流体，把需要掺杂的杂质运送到高温半导体上，再进行高温处理，这样就形成了电池的电极。刻蚀的工艺流程是抽真空、送特气、稳压、辉光、排废气、赶真空、破真空。这一步骤主要是采用等离子切割技术对扩散后的硅片边缘进行处理，并且处理后无碎屑残留。一般采用 CF4 和 O2 按照一定的比例对扩散后的硅表面进行刻蚀，形成 SiF4 气体。PECVD 的工艺流程是首先启动真空泵，先抽空中间工艺的腔室，再抽两头的装腔，因为镀膜过程中不能有杂质气体，再卸载腔室，待工艺腔室真空到达5.03 时，启动加热器，将其激活，再将 4 个微波源进行复位，复位后开始输送南昌理工学院本毕业论文科生4特气 NH3 SiH4,待温度达到 400 度后查看工艺方案状态，检查参数是否与之前一致，然后选择工艺号，进行加载开启，待工艺开始运行后，启动传动，进行石墨舟预热（约 23 次），等到工艺结束后整个工艺就算完成了，气反应方程式为：SiH4(gas)+NH(gas) =SiNx:Hy+H2。这一步骤主要是形成太阳能电池的表面薄膜，它可以影响电池的光电转化效率。丝网印刷的工艺流程首先是材料检验、制版、上网版、对位、上墨丝网、晒干、收料、对位丝印、收油、收料。这一步骤主要是在太阳能电池上制造电极，一般采用压印的方式把设计好的图形印在底板上。分检的工艺流程就是通过测试数据监控生产电池片的效率及暗电流是否正常。这一步骤主要是是对太阳能电池进行测试剔除不合格产品。2.2 PECVD 的技术用来制备 SiNx 膜的方法有很多种，其中离子增强化学气相法（PECVD 法）最为常见。现在离子增强化学气相法（PECVD 法）一般分为四种：管式直接法，平板直接法，微波间接法，直流间接法。在工业应用中，大多采用微波间接法。PECVD 法是借助微波或频射等使含有薄膜组成的气体电离，在局部形成等离子体，而等离子体化学活性很强，很容易发生反应，在基片上沉积出所期望的薄膜。为了使化学反应能在较低的温度下进行，利用了等离子体的活性来促进反应，因而这种 CVD 称为等离子体增强化学气相沉积。图 2-2 石墨舟图南昌理工学院本毕业论文科生5（1）原材料及注意事项 对来料要进行查验，首先要检查数量是否与流程单一致，其次还需要检验产品质量，对原料出现的例如缺角，裂痕，需要挑出并把不合格产品并退回。查验原料时应轻拿轻放，尽量避免人为造成损坏。对成品也需要进行查验，首先用眼光判断是否有返工产品，如：绒面色斑，镀膜不良，亮点，水痕迹，手指印，刻蚀过宽，盒子印是否过大，吸盘印。在每批成品中抽取 6-10 片进行膜厚与折射率待测试，如有变动则需要修改参数。如果查验合格与流程单一起送入下道工序。图 2-3 返工片(2)工艺操作规范操作时需要按照要求佩戴